18 mei 2024

MIT ontwerpt een zwevende rover voor praktisch transport op de maan en asteroïden

Een team ingenieurs van het Amerikaanse Massachuttes Institute of Technology  heeft een bijzonder soort rover ontworpen die voor praktisch transport op o.a. de maan en asteroïden moet gaan zorgen. Transport op het ruige oppervlak van bijvoorbeeld de maan gaat moeizaam en traag zo laten de ervaringen met maanrovers zien, maar dit voertuig in de vorm van een ‘vliegende schotel’ zou boven het oppervlak gaan zweven via de kracht van elektrostatische afstoting. Daar de maan geen beschermende atmosfeer heeft, wordt het oppervlak direct blootgesteld aan ruimteplasma en de ultraviolette stralen van de zon. Dit zorgt ervoor dat het oppervlak positief geladen wordt, het maanstof zweeft tot wel zo een meter boven de grond.

MIT’ ontwerp ‘zwevende rover’ Credits; MIT/Lozano e.a.

Eerder hebben onderzoekers gesuggereerd om het verschijnsel van elektrostatische afstoting te gebruiken in een door een ruimtevaartuig afgestoten zweefvliegtuig,  dat het oppervlak van bijvoorbeeld de maan zou kunnen gaan verkennen. Als de vleugels gemaakt zouden zijn van een positief geladen materiaal, bijvoorbeeld met Mylar, zo redeneerde men, dan zou het vliegtuig en het positief geladen maanoppervlak elkaar afstoten, waardoor het vliegtuig zou gaan zweven. Het MIT-team was van mening dat dit mogelijk zou werken op kleine hemellichamen, echter de zwaartekracht op grotere hemellichamen, zoals die van de maan, zou het vliegtuig alsnog naar beneden trekken. Het is daarom dat het team dit nieuwe model heeft ontworpen.

De nieuw ontworpen rover zou de kracht van elektrostatische afstoting vergroten door stralen van negatief geladen ionen naar buiten uit te stoten – waardoor de rover zelf een positieve lading krijgt – en door positief geladen ionen naar beneden op het maanoppervlak uit te stoten, waardoor de bestaande positieve lading toeneemt.
Deze ionen worden afgegeven door miniatuur-stuwraketten of ‘Ionic liquid Thrusters’. De kleine mondstukken of ‘nozzles’ zijn verbonden met een reservoir dat ionische vloeistof bevat in de vorm van gesmolten zout op kamertemperatuur. Wanneer er spanning op staat, worden de ionen van de vloeistof geladen en met een bepaalde kracht uitgestoten. Dergelijke stuwraketten worden al gebruikt om kleine satellieten in de ruimte te manoeuvreren. In een proof-of-concept-experiment werd een model van 60 gram opgehangen aan veren boven een aluminium oppervlak in een vacuümkamer, om het oppervlak van de maan met lage zwaartekracht te simuleren. Het model was uitgerust met één op- en vier neerwaarts gerichte ionenmotoren. Een horizontale wolfraamstaaf die boven de rover was geplaatst, werd gebruikt om te meten hoeveel vermogen de motoren produceerden. Na experimenten met verschillende spanningen werd vastgesteld dat er een relatief kleine krachtbron nodig zou zijn om een ??rover van 907 gram ongeveer 1 cm boven het maanoppervlak te laten zweven. Om een ??groter voertuig hoger te laten zweven, is natuurlijk meer kracht nodig, en het team gaat verder onderzoek doen, daar de technologie veelbelovend is voor praktische toepassingen, vooral op kleine asteroïden met een zeer lage zwaartekracht. Het onderzoek o.l.v. professor Paulo Lozano is recent gepubliceerd in het Journal of Spacecrafts and Rockets. Bronnen: MIT, New Atlas, NASA/CNEOS
Share

Speak Your Mind

*